蒙脱土增强聚乙烯醇复合膜的摩擦起电性
聚乙烯／蒙脱土纳米复合材料的电老化性能
（ ｌｃｒ ａ ＆ Ｅｅｔ ｎｃＥ ｇｎｅ ｎ ｏｌ ｅ ａ ｎＵ ｉ．Ｓｉ ｅｈ ，Ｈ ｒｉ ５０ ０， ｈｎ ） Ｅｅｔｃｌ ｉ ｌｃ ｏｉ ｎｉｅｒ ｇＣｌ ｇ ，Ｈ ￣ｉ ｎｖ ｃ．Ｔ ｃ ． ａｂｎ１０ ４ Ｃ ｉａ ｒ ｉ ｅ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｓｏ ｎ ｕ ａｉ ｎ ｒ ｓｓｉｉ ，ｄｅ ｅ ｔｉ ｏ ｓｆ ｃｏ ａ ｇ ａ ｄ ｅｅ ｔ ｃ ｌｂｒ ａ ｄ ｗｎ Ｅ口 ｓ ｒ ｃ ： ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ｆｉ ｓ ｌ ｔ ｅ ｉｔ ｔ Ｐ ｃ ｏ ｖｙ ｉｌｃｒｃ ｌｓ ａ ｔ ｒｔ ｎ ｎ ｌ ｃｒ ａ ｅ ｋ ｏ ｉ
ｔ ｇ ｏ ｅａ ｉ ｃ ｍｅ ｒ ａ ｉ ｆｒｌ ｘ ｔ ｎ ｍｅ ｂｅ ｏ ｓ ｂ ｏ ｄ，ｔ ｅ ｐ ａ ａ ｕ ｎｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｈ ｅ ｋ ｖ ｌ ｅ ｉ ｒ ａ ｅ ｎ ＬＤＰＥ／Ｃ／Ｏ —ＭＭＴ ａ ｌ ｓ ｓ ｍｐ ｅ ，ｗｈ ｃ ａ ａ ｒ ｉｈ ｍｅ ｎｓｔ ｔ ｈ ｍｏ ｅ
ａ ｅ ｎ ｇ ｄ Ｔ ｅ ｔｒ ｓ ｌｓ ｓ ｏ ｔ ｔ ｉ ｏｙ ｔｙ ｅ ｅ ｍｏ ｔ ｒｌｏ ｔ ｏ ｏ ｉ ｓ ｔ ｅ ｄｅ ｅ ｄ ｎ ｅ ｏ ａ ｎ ｇ ｄ ａ ｄ ａ ｅ ． ｈｅ ｔｓ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈａ ｎ ｐ ｌｅ ｌｎ ／ ｎ ｍｏ ｉ ｎｉ ｃ ｍｐ ｓｔ ｈ ｐ ｎ ｅ ｃ ｆｔｎｇ ｏ ｈ ｌ ｅ ｅ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｓｓｍｉ ｒｔ ａ ｆｐ ｌ ｒｄｅ ｅ ｔ ｃ，ａ ｄ ｔ ｅ Ｐ ｓｏ ｖｏ ｓｙ ｈｉｈ ｒｔ ａ ｈａ ｆＬＤＰ ａ ０ ～６ ．Ｂｅ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｉ ｉ ｌ ｏ ｔ ｔｏ ｏａ ｉｌｃ ｒ ａ ｈ ｉ ｎ ｉ ｂ ｉ ｕ ｌ ｇ ｅ ｎ ｔ ｔｏ ｈ ｈ Ｅ ｔ５ ０ —
李 长 明 ， 李 入 鹏 ， 高俊 国 ， 武 宇 波 ， 张 晓虹
聚乙烯醇膜的阻醇及导电性能研究（Ⅰ）热处理聚乙烯醇膜
第19卷第2期高分子材料科学与工程Vo1.19 No.22003年3月POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING Mar.2003聚乙烯醇膜的阻醇及导电性能研究()热处理聚乙烯醇膜吴洪王宇新王世昌(天津大学化工学院天津300072)摘要:直接甲醇质子交换膜燃料电池(DMFC)中甲醇的穿透问题是阻碍其发展的瓶颈O为提高膜的阻醇性能采用在渗透蒸发领域广泛使用且具有良好分离效果的聚乙烯醇(PVA)为原料制备了热处理PVA膜对其阻醇及质子导电能力进行了研究O PVA膜的阻醇效果较目前在DMFC中广泛使用的Nafiof全氟磺酸膜有明显提高但其自身不具有质子导电能力需外加电解质溶液以提高其电导率O关键词:聚乙烯醇;阻醇性能;质子导电膜;直接甲醇燃料电池中图分类号:O631.2+3文献标识码:A文章编号:1000-7555(2003)02-0172-04直接甲醇质子交换膜燃料电池(DMFC)以燃料毒性小~可再生~储运方便等优点日益受到人们的关注[1 2]O作为电解质的质子交换膜是DMFC系统的关键它的性能直接关系到电池的性能O目前DMFC几乎都是在沿用~2/O2 (air)质子交换膜燃料电池中使用的Nafiof系列全氟磺酸膜[3]但这类膜阻醇性能太差O例如Nafiof117膜用于DMFC时即使进料甲醇浓度低到1mo1/L也有近40%的醇穿过膜透到阴极造成电池性能下降和燃料浪费O研究人员就此问题提出了若干改进措施[4~8]O开发适用于DMFC的新型聚合物膜是解决问题的根本方法O从膜分离角度看待阻醇质子导电膜即将其视为优先透过质子的醇-质子分离膜是本研究的基本思想阻醇是对目标膜的一个重要性能要求也是研究的主要出发点O在有机物-水溶液的膜分离方面人们已进行了大量的研究并积累了丰富的经验特别是渗透蒸发法用于醇-水混合物的分离已取得很大进展[9]O本研究工作即从渗透蒸发醇-水分离膜中的优先透水膜材料出发制备了热交联聚乙烯醇膜通过对膜结构和阻醇及导电性能的测试研究了制膜条件对膜性能的影响考察了此类膜用于DM-FC的可能性O本文介绍热处理PVA膜的性能O1实验部分1.1热处理交联PVA膜的制备PVA是一种含有大量强亲水性基团(羟基)的水溶性聚合物并具有良好的成膜性但要保证其在水中具有一定的稳定性和强度需对膜进行交联处理O我们采用了热处理交联和戊二醛交联两种方法本文介绍热处理交联法O 将PVA固体(平均聚合度1750 天津化学试剂三厂)溶于去离子水沸水浴中加热溶解全部溶解后降至室温制成10%(质量)PVA 水溶液静置脱泡O将上述PVA水溶液均匀倒在洁净的玻璃板上用玻璃刮刀刮膜室温干燥24h后放入130C烘箱中热处理3h取出自然冷却至室温浸于去离子水中将膜揭下O 膜厚70pm O1.2膜电导率的测量膜电导率的测量通常有两个方向:与膜表面平行和与膜表面垂直简称水平向和垂直向O收稿日期:2001-09-25;修订日期:2002-01-07基金项目:国家973重大基础研究项目(G2*******);国家自然科学基金资助项目(29976033)作者简介:吴洪女博士.水平向阻抗测量有两电极法[10]和四电极法[11]O 本实验研究的阻醇质子导电膜主要针对燃料电池使用时膜夹在阴J阳两电极之间所以我们更关注的是膜的垂直向电阻O再者据报道由于膜微观结构上可能存在的各向异性将导致水平向电导与垂直向电导存在很大差异[12]O例如Nafion117膜的水平向电导率约为垂直向电导率的4倍O鉴于这两方面我们选择了垂直向两电极法测量膜的电导率O实验中我们分别测试了膜在不同浓度的H2SO4溶液(0.01mol/L~ 1mol/L)中的电导率O测试前膜在相应的H2SO4溶液中浸泡2h O膜电阻由交流低阻表(YY2510 天津无线电六厂产品)测量频率1 kHZ电导率(O)的计算式为,O=l/(R A)式中,l膜厚用螺旋测微仪(精度0.01 mm)测量;A膜的有效面积取作下电极上表面面积;R电阻O1.3甲醇透过系数(P)的测量我们用甲醇的透过系数P(cm2/S)来表征膜的阻醇性能O为此设计了测定甲醇透过率的隔膜扩散池O膜池由I J I两个对称的玻璃半室构成O在去离子水中浸泡至少24h后的待测膜夹在两张起支撑作用的不锈钢网之间此三层结构夹于两半室间用圆形夹固定O开始时I 室中加入一定浓度的甲醇-水溶液I室中加入纯水O开启磁力搅拌器使I J I室内溶液在搅拌下混合均匀同时减小膜两侧浓差极化O I室溶液经蠕动泵输送至示差折射仪(LCD201 WINOPAL)检测其浓度后返回I室O I室溶液浓度的变化通过示差折射仪的电压输出端口接计算机在线连续监测O溶质在膜中的传递过程用溶解-扩散模型描述O按照该机理甲醇的透过系数(P)是扩散系数(D)和溶解系数(H)的乘积O只考虑沿膜厚度方向上的扩散根据Fick第二定律可推导出透过系数P的计算式,P=S(V2l/A C10)式中,S一段时间后I室溶液浓度随时间变化成直线关系时直线的斜率;V2I 室溶液体积;C10I 室初始溶液浓度;l膜厚;A膜的截面积Of ig.1MeOH permeability of heat-cured PVA mem-brane versus concentration1,Nafion117;2,PVA(heat-cure d).2结果与讨论为与目前D M FC中普遍采用的Nafion膜进行比较我们测定了Nafion商品膜的阻醇及导电性能O Nafion膜的预处理过程为,将Nafion117商品膜(Du p out公司出产)在3% H2O2水溶液中煮1h以除去膜中的杂质;取出膜用去离子水反复冲洗后放入0.5mol/L H2SO4溶液中煮1h以使膜完全转变为H+型;然后将膜放在去离子水中煮1h再用去离子水浸泡12h中间多次换水以除去膜中残留的H2SO4;最后将处理好的膜存放于去离子水中待用O2.1热处理交联PVA膜的阻醇性能热处理交联PVA膜和Nafion117膜的阻醇性能测试结果示于Fi g.1O可以看到Nafion117膜的透过系数在(1.3~2.5)>10-6 cm2/S之间这与文献[1314]报道的测量结果一致O热交联PVA膜的甲醇透过系数在10-7 cm2/S数量级仅是Nafion117膜的1/3阻醇效果明显优于Nafion膜O另外对于Nafion117膜透过系数随甲醇溶液浓度的增大而增大;而经热处理交联后的PVA膜其阻醇性能在整个甲醇溶液浓度范围内保持稳定甚至在甲醇溶液浓度较高时阻醇性能还有所提高O这一点与Nafion和PVA分别用于渗透蒸发醇-水分离时所表现出的性能规律相似O即采用PVA 膜时醇浓度越高分离系数越大[15];而采用Nafion膜时醇浓度越高分离效果越差[16]O对此现象可作如下分析解释,醇是PVA材料的371第2期吴洪等,聚乙烯醇膜的阻醇及导电性能研究(I)热处理聚乙烯醇膜不良溶剂,当醇浓度较高时,亲水的PVA分子链发生不同程度的卷曲收缩,使聚合物分子链间自由体积减小O由于水分子的尺寸较醇分子小,因此,膜的收缩有利于提高膜对水的扩散选择性O同时,由于PVA材料对水有很高的亲和性,因此,醇浓度增大时,膜内水浓度远大于原料液中水的浓度,从而使膜对水的溶解选择性提高O两方面的作用使PVA膜对醇浓度较高的溶液有更好的分离效果O对Nafion膜而言,情况则不同O Satora Kato等人[16]的研究表明,虽然Nafion膜用于PV醇-水分离时也表现出优先透水性,但它对醇分子是优先吸附的O所以,醇浓度升高时,膜对醇的阻滞作用不但不会提高,反而会降低Of ig.2Heat-cured PVA membrane conductivity versusacid concentration1,Nafion117;2,PVA(heat-cured).2.2热处理交联PVA膜的电导率对比Fig.2中PVA膜和Nafion117膜的电导率可以看出,PVA膜的质子导电能力远远低于Nafion膜O在实验用去离子水中测得PVA膜的电导率仅为6.3>10~5S/cm,比Nafion117膜低了56倍;在0.01mol/L~1 mol/L的H2SO4溶液中,其导电能力也比Nafion117膜低13.5~1.3倍O由此可以看出,虽然PVA膜的阻醇性能较Nafion膜提高了,但却是以电导率大幅度降低为代价的O由Fig. 2我们还注意到,环境酸溶液浓度对两类膜电导率的影响程度是不同的O H2SO4浓度从0.01 mol/L增加到1mol/L,Nafion117膜的电导率提高不到2倍,而PVA膜的电导率提高了12倍之多O这是由于两类膜本身结构不同造成的, Nafion膜本身是一种带有固定电荷(SO3)的强酸性离子交换膜O离子交换膜浸入电解质溶液中时,最终膜内离子会达到Donnan平衡O 而Nafion膜内固定电荷的存在排斥了由于Donnan平衡引起的环境电解质溶液中导电离子的进入,使膜内电解质溶液浓度远小于外界溶液浓度,这一点已被实验证明[17]O因此,酸浓度的增加只是减小了电极与膜之间可能存在的界面电阻,而对膜本身的导电性能影响不大O PVA膜的导电机理则完全不同,它本身不带有离子交换基团,质子的传导主要依赖于进入PVA交联网络中的电解质溶液,因此其导电性能必然很大程度上依赖于环境酸溶液的浓度O 这里需要说明的是,本实验对Nafion膜电导率的测试结果低于文献[11]值(102S/cm~ 101S/cm)O这可能一方面与膜本身结构及预处理过程有关,另一方面与测试电极和仪器有关O文献中对膜电阻的测量大多采用频率响应分析仪,在1HZ~1MHZ频率范围内测试,而本研究中导电率的测量均使用的是交流低阻表O交流低阻表操作简单且测量重复性好,规律性强,但由于其工作频率固定在1kHZ,测量结果不及使用频率响应分析仪正确O另外,为确保测量的重复性,膜与电极的接触靠上电极的重力提供,接触力偏小,也可能是造成测试电阻值比实际电阻值大的一个原因O尽管在测量值上有一定偏差,但由于在以后对各类膜的测试中我们都采用同一套装置,控制同样的测试条件,所以这一偏差并不影响我们对各类膜导电性能的比较O通过以上分析可知,这类不含离子交换基团的渗透蒸发膜用于DMFC时,虽然阻醇能力可大幅度改善,但需要外加电解质来保证其有足够的电导率O这种外加电解质的方法是否实际可行,还有待在电池运行中加以考察O参考文献[1]周运鸿(ZHOU Yun-hong).电源技术(Chinese Journalof Power Sources),1996,20(4),161~164.[2]Wasmus S,Kuver A.J.Electroanal.Chem.,1999,461,14~31.[3]Carla H W.J.Membrane Sci.,1996,120,1~33.[4]Cruickshank J,Scott K.J.Power Sources,1998,70,40~47.[5]Kuver A,Vielstich W.J.Power Sources,1998,74,211~218.471高分子材料科学与工程2003年[6]Sundmacher K NOWitzki O Hiffmann U .Chem .Ing .Tech . 1997 69:8197~8201.[7]Pu C Huang W H Ley K L et al .J .ElectrOchem .SOc . 1995 142(7):L 119~L 120.[8]吴洪(WU HOng ) 王宇新(WANG Yu -xin ) 王世昌(WANG Shi -chang ).高分子材料科学与工程(POlymer Materials Science S Engineering ) 2001 17(4):7~11.[9]付圣权(FU Sheng -guan ) 张可达(ZHANG Ke -da ).安徽大学学报(JOurnal Of Anhui University ) 1997 21(3):82~85.[10]Lee M H Kim H J Kim E et al .SOlid State IOnics 1996 85:91~98.[11]SOne Y Ekdunge P SimOnssOn D .J .ElectrOchem .SOc . 1996 143(4):1254~1259.[12]Gardner C L Anantaraman A V .J .ElectrOanal .Chem . 1998 449:209~214.[13]Kauranen P S SkOu E .J .Appl .ElectrOchem . 1996 26:909~917.[14]TricOli V .J .ElectrOchem .SOc . 1998 145(11):3798~3801.[15]张立平(ZHANG Li -ping ) 严军(YAN Jun ) 蒋维钧(JIANG Wei -jun ).现代化工(MOdern Chemical In-dustry ) 1994 10:24~26.[16]KatO S Nagahama K NOritOmi H et al .J .Mem-brane Sci . 1992 72:31~41.[17]POurcelly G Lindheimer A Gavach C .J .Elec-trOanal .Chem . 1991 305:97~113.STUDY ON THE ALCOHOL REJECTING AND PROTON CONDUCTIVE PROPERTIES OF PVA MEMBRANES(1)HEAT -CURED PVA MEMBRANE WU HOng WANG Yu -xin WANG Shi -chang(CO lle g e Of C e mzc al Engzn ee Tzng a nc T e c nO l Ogy Tz a njzn unzU e Tsz t y Tz a njzn 300072 C zn a )ABSTRACT :Direct methanOl fuel cell (DMFC )Was recOgnized as a neW alternative tO the present pOWer sOurces because Of its high efficiency lOW emissiOn and easy Of fuel carriage .HOWever cOmmercially available pOlymer electrOlyte membranes that can be used in DMFC like NafiOn have rather pOOr resistance tO methanOl crOssOver .Heat -cured pOlyvinyl alcOhOl membranes Were prepared and tested in this research .Their methanOl rejecting ability and cOnductivity Were stud-ied and cOmpared With the result Of NafiOn 117membrane .The methanOl permeability is fairly lOWered With the use Of PVA materials .B ut the PVA itself is nOt cOnductive sO an additiOnal electrOlyte sOlutiOn is needed tO imprOve its cOnductivity .K yW0l<S :pOlyvinyl alcOhOl G alcOhOl -rejecting ability GprOtOn cOnductive membrane directmethanOl fuel cell571第2期吴洪等:聚乙烯醇膜的阻醇及导电性能研究( )热处理聚乙烯醇膜聚乙烯醇膜的阻醇及导电性能研究(Ⅰ)热处理聚乙烯醇膜作者：吴洪， 王宇新， 王世昌作者单位：天津大学化工学院,天津,300072刊名：高分子材料科学与工程英文刊名：POLYMER MATERIALS SCIENCE & ENGINEERING年，卷(期)：2003,19(2)被引用次数：8次1.周运鸿查看详情 1996(04)2.Wasmus S;Kuver A查看详情 19993.Carla H W Recent advances in perfluorinated ionomer membranes: structure, properties and applications[外文期刊] 1996(1)4.Cruickshank J;Scott K查看详情[外文期刊] 19985.Kuver A;Vielstich W查看详情[外文期刊] 19986.Sundmacher K;Nowitzki O;Hiffmann U查看详情 19977.Pu C;Huang W H;Ley K L查看详情 1995(07)8.吴洪;王宇新;王世昌用于聚合物电解质膜燃料电池中的质子导电膜[期刊论文]-高分子材料科学与工程 2001(04)9.付圣权;张可达查看详情 1997(03)10.LEE M H;Kim H J;Kim E查看详情[外文期刊] 199611.Sone Y;Ekdunge P;Simonsson D查看详情[外文期刊] 1996(04)12.Gardner C L;Anantaraman A V查看详情[外文期刊] 199813.Kauranen P S;Skou E MIXED METHANOL OXIDATION OXYGEN REDUCTION CURRENTS ON A CARBON SUPPORTED PT CATALYST[外文期刊] 1996(1/2)14.Tricoli V查看详情[外文期刊] 1998(11)15.张立平;严军;蒋维钧查看详情 1994(10)16.Kato S;Nagahama K;Noritomi H查看详情[外文期刊] 199217.Pourcelly G;Lindheimer A;Gavach C查看详情[外文期刊] 19911.杨波.吴万棋.陈光顺.郭少云聚丙烯导电复合材料的制备和电性能研究[会议论文]-20062.金欣.肖长发.贾广霞.安树林纤维级碳黑母粒的导电性能研究[会议论文]-20053.彭福兵.陆连玉.胡昌来.姜忠义固载石墨的聚乙烯醇膜的制备与渗透蒸发分离性能研究[会议论文]-20054.夏海平.蓝伟光.陈小艾氢型沸石掺杂PVA膜的渗透蒸发性质及其在酯化反应中的催化作用研究[会议论文]-19995.黎园PVA类高吸水树脂的性能及应用[期刊论文]-天然气化工2003,28(3)6.孙润军.张建春.施楣悟.来侃聚乙烯/碳黑材料导电性能研究[期刊论文]-东华大学学报(自然科学版)2001,27(1)7.赵伟.徐玲水溶性纤维(PVA)在毛纺中的应用[期刊论文]-毛纺科技1999(6)8.陶杨.罗学刚.Tao Yang.Luo Xuegang木质素/PVA复合膜成膜基础研究[期刊论文]-化工新型材料2007,35(5)9.罗延龄炭黑粒子偶联处理的HDPE复合材料PTC性能研究[期刊论文]-炭素2001(3)10.胡媛兼具导电与阻燃性能的聚丙烯基复合材料的制备与性能研究[学位论文]20061.熊鹰.孙晓楠.鲁雪梅.陶虎春燃料电池杂化阴离子交换膜的制备与性能研究[期刊论文]-化工新型材料 2013(11)2.周建银.杜鸿昌.高建东.马志刚.邓正华P(AN-AA)/PVA质子交换膜的研究[期刊论文]-电源技术2007(2)3.赵勇.盛显良.翟锦染料敏化太阳电池中TiO2光阳极研究进展[期刊论文]-化学进展 2006(11)4.刘建平.郑玉斌.杜杰燃料电池用质子交换膜的研究进展[期刊论文]-膜科学与技术 2005(6)5.桑商斌.黄可龙.石瑞成.王小波PVA-ZrP复合膜作为全钒液流电池隔膜的研究[期刊论文]-中南大学学报（自然科学版） 2005(6)6.浦鸿汀.唐黎明.乔磊.杨正龙基于聚酰亚胺的非水质子导电材料的研究[期刊论文]-同济大学学报（自然科学版） 2006(2)7.康峰无机-有机复合质子交换膜的研究[学位论文]硕士 20058.邓会宁含有杂萘联苯的聚芳醚电解质膜研究[学位论文]博士 2004引用本文格式：吴洪.王宇新.王世昌聚乙烯醇膜的阻醇及导电性能研究(Ⅰ)热处理聚乙烯醇膜[期刊论文]-高分子材料科学与工程 2003(2)。
改性蒙脱土及其复合材料的应用
第49卷第7期 当 代 化 工 Vol.49，No.7 2020年7月 Contemporary Chemical Industry July ，2020基金项目：广西壮族自治区工业和信息化委员会科技创新项目（项目编号：桂工信科技2017[271] ）；广西中烟工业有限责任公司科技项目 （项目编号：GXZYZZ2016C004）。
收稿日期：2019-10-31改性蒙脱土及其复合材料的应用严俊，陈志燕，周芸，韦入丹，唐桂芳，王萍娟，陈瑶，黄世杰（广西中烟工业有限责仸公司，广西 南宁 530001）摘 要：蒙脱土是一种具有优异性能的材料，是材料领域研究的热点，在诸多领域具有广泛的应用前景。
综述了蒙脱土在卷烟加香减害、土壤、医药、光催化剂、沥青、木材胶黏剂、处理废水、包装膜、固相萃取、膨胀阻燃、增韧和固化及吸附甲醛等领域的应用研究，为蒙脱土的深入研究提供理论依据，以期拓展应用到更多的研究领域。
关 键 词：蒙脱土；改性；应用研究中图分类号：TQ 050.4 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2020）07-1325-05Study on the Application of Modified Montmorilloniteand Its Composite MaterialsYAN Jun , CHEN Zhi-yan , ZHOU Yun , WEI Ru-dan , TANG Gui-fang ,WANG Ping-juan , CHEN Yao , HUANG Shi-jie（China Tobacco Guangxi Industrial Co., Ltd., Nanning Guangxi 530001, China ）Abstract : Montmorillonite is a kind of material with excellent properties, and it is a research hot spot in the field of materials and has a wide application prospect. In this paper, the application of montmorillonite in cigarette, soil, medicine,photocatalyst,asphalt,wood adhesive, wastewater treatment, packaging film, solid-phase extraction, intumescent flame retardant, toughening and curing and formaldehyde adsorption fields was reviewed, which could provide a theoretical basis for the further study of montmorillonite, in order to expand its application in more research fields in the future.Key words : Montmorillonite; Modification; Application research1 引言蒙脱石是一种层状的硅酸盐矿物结构的物质，具有大的比表面积和长径比，通过插层或剥离处理，可获得不同性能的蒙脱石材料。
聚乙烯醇高阻隔复合薄膜技术分析
聚乙烯醇高阻隔复合薄膜技术分析聚乙烯醇高阻隔复合薄膜技术的制备方法一般采用溶液法或浆料法。
其中，溶液法是将聚乙烯醇溶解在适当的溶剂中，通过涂布、浸渍或溶液共混等方法将聚乙烯醇涂覆到基材表面，再通过干燥等工艺制得高阻隔复合薄膜。
而浆料法则是将聚乙烯醇和其他阻隔材料，如高分子聚合物、纳米材料等，通过混合、研磨等工艺制成浆料，再将浆料涂覆在基材表面，最后通过加热等工艺制得高阻隔复合薄膜。
第一，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜具备很高的气体阻隔性能。
聚乙烯醇本身具有较低的透气率，可以有效阻隔氧气、二氧化碳和其他气体的渗入，从而保护包装材料或电子产品免受氧化和腐蚀。
第二，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜具备很高的湿气阻隔性能。
聚乙烯醇是一种亲水性物质，对水汽具有很好的吸湿性。
因此，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜能够有效阻隔水汽的渗入，保持包装材料或电子产品内的相对干燥环境。
第三，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜具备很好的机械性能和热稳定性。
聚乙烯醇具有较高的拉伸强度和模量，能够有效抵抗外部力的作用，保护包装材料或电子产品的完整性。
此外，聚乙烯醇具有较高的热稳定性，能够在一定的温度范围内保持其结构和性能的稳定性。
第一，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜可以用于食品包装。
由于聚乙烯醇高阻隔复合薄膜能够有效阻隔气体和水汽的渗入，可以保持食品的新鲜度和口感，延长食品的保质期。
第二，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜可以用于制备电子产品的防潮包装。
电子产品对湿气非常敏感，易受湿气腐蚀，因此需要采取防潮包装措施。
聚乙烯醇高阻隔复合薄膜具备很高的湿气阻隔性能，能够有效保护电子产品免受湿气的腐蚀。
第三，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜还可以用于光学器件、医药领域等对气体和水汽要求较高的应用场景。
综上所述，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜技术具备很高的气体阻隔性能和湿气阻隔性能，具有广泛的应用前景。
随着技术的不断进步和研发的深入，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜技术将会得到更为广泛的应用。
有机改性蒙脱土纳米复合材料及结构与性能表征的开题报告
原位共聚合制备聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料及结构与性能表征的开题报告一、研究背景及意义随着人们对材料性能要求的不断提高，研究开发高性能复合材料已成为当前的研究热点。
蒙脱土因其层状结构及其优异的物理化学性能，被广泛应用于高分子复合材料的加强改性中代表性的有机改性蒙脱土包括有机阳离子改性、有机阴离子改性、有机交联改性等。
其中，有机阳离子改性蒙脱土具有分散性好、加工性能优异、增强效果明显等特点。
同时以聚乙烯为基体材料的复合材料拥有优异的耐热性、耐腐蚀性、导电性以及机械性能，因此将有机改性蒙脱土与聚乙烯组成纳米复合材料可以兼容两者的优点，具有巨大的应用潜力。
本文拟探究原位共聚合制备聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料的制备工艺及相应的结构与性能表征，旨在为开发新型高性能复合材料提供参考。
二、研究内容1. 分析有机阳离子改性蒙脱土对聚乙烯的改性机制2. 研究原位聚合方法制备聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料的制备工艺3. 利用XRD、TEM、TG等技术表征聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料的结构、热性能、分散性等4. 考察有机改性蒙脱土掺量对聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料物理化学性能的影响三、研究方法1. 采用奥兹塔克卡尔甘机对蒙脱土进行有机阳离子化改性2. 采用原位共聚合法制备聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料3. 利用XRD及TEM观察复合材料结构4. 采用TG分析复合材料热性能5. 利用万能试验机测试复合材料的力学性能四、论文结构安排第一章绪论1.1 研究背景及意义1.2 国内外研究现状1.3 研究内容与目的1.4 研究方法1.5 论文结构第二章有机阳离子改性蒙脱土2.1 蒙脱土的化学成分及结构2.2 有机阳离子化改性原理2.3 常用的有机阳离子改性剂2.4 影响有机改性蒙脱土性质的因素第三章原位共聚合制备聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料3.1 原位共聚合反应原理3.2 聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料制备工艺流程3.3 影响复合材料结构与性能的因素第四章聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料的结构与性能表征4.1 XRD、TEM表征4.2 TG分析4.3 力学性能测试第五章影响聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料性能的因素分析5.1 有机改性蒙脱土的掺量对复合材料性能的影响5.2 处理工艺对复合材料性能的影响第六章结论与展望6.1 结论6.2 研究展望参考文献。
蒙脱土改性及应用的研究进展
第 50 卷 第 1 期2021 年 1月Vol.50 No.1Jan.2021化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry蒙脱土改性及应用的研究进展李璟睿1，尹陈霜1，马海燕1，夏 芬1，程国君1,2(1.安徽理工大学材料科学与工程学院，安徽 淮南 232001；2.安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院（芜湖），安徽 芜湖 241003)摘 要：蒙脱土是一种硅酸盐的天然矿物，具有良好的吸附性、阳离子交换性能和气液阻隔性。
吸附性使得蒙脱土具有良好的阻燃性和抗菌性，可以广泛应用于日常生活、工业及医用等方面。
为了进一步拓展蒙脱土的应用范围，通常需要对其进行有机化改性。
本文对近5年来蒙脱土的有机化改性及应用的研究进行了综述，以期为进一步开展蒙脱土的研究及应用提供参考。
关键词：蒙脱土；有机化改性；离子交换性；应用中图分类号：TB 332 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2021)01/02-0025-05基金项目：省级大学生创新创业训练项目（S201910361143）；安徽省高等学校自然科学研究项目（KJ2019A0118）；安徽理工大学芜湖研究院研发专项（ALW2020YF14）；安徽理工大学引进人才项目（ZY017）通信联系人：程国君，硕士生导师，从事粉体改性及纳米复合材料的制备。
E-mail ：***********************收稿日期：2020-10-29综述与进展蒙脱土（montmorillonite）别名微晶高岭石、胶岭石，结构式为(Al,Mg)2[SiO 10](OH)2·nH 2O，其中Al 2O 3含量为16.54%，MgO 4 含量为65%，SiO 2含量为50.95%，颜色多为白色微带浅灰色，含杂质时呈浅黄、浅绿、浅蓝色，土状光泽或无光泽，有滑感。
蒙脱土不仅是一种硅酸盐的天然矿物，还是膨润土矿的主要矿物组分。
蒙脱土纳米复合材料的摩擦磨损性能研究的开题报告
聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的摩擦磨损性能研究的开题报告一、研究背景和意义聚丙烯材料具有良好的耐腐蚀性、耐磨损性和低密度等优点，广泛应用于工程领域中的制造、包装等行业。
但是在一些高磨损环境下的使用，聚丙烯材料存在一定的磨损性能问题。
因此，如何提高聚丙烯材料的耐磨损性能是一项重要的研究课题。
纳米复合材料已成为材料科学领域研究的热点之一。
将蒙脱土等纳米材料与聚合物复合可以显著改善聚合物材料的性能，如耐热性、耐磨损性、抗冲击性等，这种复合技术在实际应用中具有较大的潜力。
因此，本研究旨在针对聚丙烯材料的磨损性能问题，探究聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的摩擦磨损性能及其影响因素，为改善聚丙烯材料的磨损性能提供理论参考。
二、研究内容和方法本研究将采用摩擦磨损实验方法研究聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的摩擦磨损性能，并探究复合材料中纳米材料含量、蒙脱土颗粒的形貌和分布等因素对摩擦磨损性能的影响。
主要研究内容包括以下几个方面：1.制备聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料；2.利用摩擦磨损实验仪，测试复合材料在不同条件下的摩擦系数和磨损量，并比较不同条件下的摩擦磨损性能的差异性；3.通过扫描电镜观察复合材料的微观形貌、分析复合材料中蒙脱土的分布情况及表面形貌等；4.综合分析不同条件下复合材料的摩擦磨损性能与其微观结构的关系，探究影响复合材料摩擦磨损性能的因素及其作用机制。
三、预期成果和意义预期研究成果如下：1.定量评价聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的摩擦磨损性能；2.研究纳米材料含量、形貌和分布等因素对复合材料摩擦磨损性能的影响；3.分析不同条件下复合材料微观结构与摩擦磨损性能的关系，探究影响复合材料摩擦磨损性能的因素及其作用机制；4.为提高聚丙烯材料的磨损性能提供理论支持。
本研究对于扩展聚丙烯材料的应用范围、提高材料性能和技术水平具有重要意义，并为材料科学领域的相关研究提供参考。
以tempo为媒介电化学氧化解聚微晶纤维素的研究
TEMPO氧化纤维素纳米纤维的应用1.1 复合材料纳米复合物是当前材料科学发展迅速的一个领域，鉴于纤维素纳米纤维强度高、刚性大、密度低及生物降解性和可再生性，将纤维素纳米纤维用于复合材料的研究受到越来越多的关注[36]。
与其他方法所制纤维素纳米纤维相比，TOCNs具有结晶度高、宽度均一、长径比大以及单根化纳米分散等优点，因此在复合材料应用中更为优越。
1.1.1 增强复合材料TOCNs的平均强度范围为1.6～3GPa，强度值与多壁碳纳米管相当[39]，这使其成为增强复合材料的极佳选择。
Li 等以TOCNs与多元酚制成复合物，研究证实各组分间具有较好的协同作用，复合物的热稳定性相应提高。
Endo等以聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol，PVA)和TOCNs混合制得复合纤维，其最大抗张模量可达57GPa，远大于PVA拉伸纤维，此外复合纤维的储能模量也较PVA拉伸纤维高，结构分析表明TOCNs在PVA中分散均匀，且能与无定形区PVA分子间形成氢键。
Koga 等使用TOCNs和碳纳米管制成超高强度的透明导电可打印复合物，TOCNs对碳纳米管具有增强和纳米分散效果。
TOCNs宽度小而均一，长径比大，因此含有TOCNs的复合材料表现出显著的纳米复合作用，如基材的力学及热性能等均随着TOCNs 的少量加入而提高。
1.1.2 气凝胶气凝胶是一种多功能性高孔隙率材料，其密度低、内表面积大、隔热隔音，可用于催化、传感、吸附及环境功能材料等[43, 44, 45]。
Carlsson等[46]将吡咯聚合到TOCNs上制得导电气凝胶，该复合物结构及电化学性质可调，研究发现，经超临界CO2干燥可制得高孔隙率气凝胶，其比表面积(246m2/g)是目前报道的聚合物-纤维素基导电材料中最大的，而经常压干燥的复合物具有高密度结构，力学性能优于此前报道的纤维素-导电聚合物复合物。
Koga 等[47]以Cu+交换TOCNs表面羧基钠中Na+制成铜负载TOCNs，并进一步制成气凝胶，该气凝胶对Huisgen反应有优异的催化性能。
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蒙脱土增强聚乙烯醇复合膜的摩擦起电性
王楠楠;冯雁歌;张立强;冯敏;王道爱
【期刊名称】《表面技术》
【年(卷),期】2022(51)4
【摘要】目的通过片层蒙脱土(MMT)插层聚乙烯醇(PVA)来增强PVA复合膜的摩擦起电性能和电荷保持能力,进而增强PVA基摩擦纳米发电机(TENG)的电输出性能。
方法在3000 r/min的高速机械搅拌下将蒙脱土进行剥离,然后与PVA粉末混合,在80℃、机械搅拌下溶解并流延成膜。
以空白PVA膜为对照,测试
MMT@PVA复合膜的介电常数和静止状态下的摩擦电荷耗散曲线,以表征掺杂蒙脱土的PVA复合膜的介电性和储电性。
以PVA-PTFE基TENG为对照,测试MMT@PVA-PTFE基TENG的电输出性能,以表征MMT的掺杂对PVA复合膜摩擦起电性能的影响。
结果MMT的掺杂对PVA膜的介电性、摩擦起电性和电荷耗散性都有显著的影响。
当的掺杂1%(相对于PVA的质量)的MMT后,PVA复合膜的介电常数增加了35%,电荷耗散率降低了46%,PVA基TENG的电输出增加了373%。
MMT@PVA基TENG可以点亮868个LED灯,且具有稳定的电输出。
结论MMT的掺杂可以显著提升PVA膜的摩擦起电性和储电性,并且有助于提升PVA基TENG的电输出,这对于拓宽PVA基TENG在能量收集、可穿戴电子器件和生物传感领域具有现实意义。
【总页数】9页(P317-324)
【作者】王楠楠;冯雁歌;张立强;冯敏;王道爱
【作者单位】中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室;中国科学院大学;青岛市资源化学与新材料研发中心
【正文语种】中文
【中图分类】TQ637
【相关文献】
1.纳米蒙脱土含量对聚乙烯醇基纳米复合膜包装性能的影响
2.纳米蒙脱土润滑油添加剂对金属摩擦副的摩擦磨损性能的影响
3.阻燃高抗冲聚苯乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料阻燃效应的研究(Ⅰ)--传统阻燃剂与改性蒙脱土的阻燃协效性
4.蒙脱土插层淀粉基复合膜的制备及性能表征
5.交联壳聚糖/蒙脱土复合膜的制备及性能研究
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